航空发动机试车中转子故障诊断

航空发动机成本高，寿命低，难维护；发动机故障造成飞机失事的例子时有发生，倍受人们的重视；据统计，该类故障中的80％来自于结构复杂、高速旋转的转子部件；讨论生产试车中转子振动故障的早期诊断技术，首先分析转子、叶片、轴承、齿轮故障的特征；而后通过实时的功率谱、倒频谱分析技术识别与此特征对应的故障位置、类型及程度；最后以某型发动机转子振动的实例说明该项技术的实际应用。

基于混沌理论的电力系统短期负荷预测的局域模型

短期负荷预测是电力系统调度的基础,其预测精度直接影响系统运行的安全性和经济性。传统预测方法在对影响负荷的不确定因素的模拟方面主要采用概率方法和模糊集方法,有局限性。为此,仍然有必要探索新的、更合适的方法。在此背景下,考虑采用混沌时间序列来进行短期负荷预测。首先,利用混沌时间序列理论对负荷时间序列进行相空间重构,同时提取吸引子的分形维数,结果表明负荷时间序列具有混沌特性;并通过分析时间序列连续功率谱和计算最大Lyapunov指数,进一步证实了短期电力负荷时间序列具有混沌特性。之后,通过采用局域线性预测模型和广义自由度方法确定最近邻域点数,来进行短期负荷预测。最后,以某实际电力系统2007年3月1日至5月14日的负荷数据作为历史样本,对次日的负荷进行预测,说明了所提出的方法的基本特征。

地壳应变场对气压短周期变化的响应

大气压力变化可分为由日、月引力和太阳热辐射产生的潮汐变化和非潮汐频段的短周期气压变化，其引起的地壳应变可达10^-9量级．我们选用分钟采样的观测精度达10^-9量级的钻孔应变仪，对山东省泰安台2002-2005年气压及体应变分钟值资料进行深入分析，研究了地壳应变场对短周期气压变化的响应规律．频谱分析结果表明，短周期气压变化对体应变的影响主要集中在周期大于2000S的低频段．利用小波分解方法，得出了短周期气压系数随不同频段和不同时间的变化规律：高频段（周期小于960s）气压系数数值较小，随频率变化幅度较大；低频段（周期大于960s）气压系数数值较大，但变化趋于平稳；在频段一定的情况下，短周期气压系数随时间变化较平稳．从钻孔应变仪观测原理和按余弦函数分布的载荷作用于地壳表面的应力解出发，得出了地壳不同深度对不同频率短周期气压场的响应，理论计算与实际观测基本相符．研究结果表明，短周期气压变化对低频信号（周期大于2000s）的影响较大，提取低频地球自由振荡信号时要消除气压影响，对苏门答腊大地震激发的地球球型自由振荡的功率谱分析验证了这一结论．

基于超声波虚拟相控阵列的气体泄漏成像方法

提出了一种基于虚拟相控阵列的气体泄漏成像方法,能够实现气体泄漏源的可视化定位。该方法首先利用扫描传感器分时采集泄漏源产生的声波信号,然后采用互功率谱和虚拟阵列信号处理技术对泄漏源进行定位。通过仿真讨论了各种因素对定位成像精度的影响,其中包括传感器的数量和阵元间距。在实验平台上进行气体泄漏源的检测和成像实验,验证了该方法的可行性和精确性。结果表明,该方法能够准确可靠地对气体泄漏源进行可视化成像。

数据分辨率对最小二乘配置解的影响

数据分辨率是影响地球重力场建模和大地水准面精度的重要因素。基于最小均方误差准则的频域形式探讨了最小二乘配置与数据分辨率之间的关系,给出了依赖数据分辨率的最优线性估计及其误差的一般公式。算例表明,该公式与传统配置公式的结果是一致的。

基于小波变换的轨道不平顺数值模拟方法

轨道不平顺时域模拟对轨道结构设计、工务养护维修及轮轨动力学计算均具有重要的意义。提出一种基于小波变换理论对轨道不平顺进行数值模拟的方法:对高斯白噪声进行小波分解,得到各层小波系数;根据轨道不平顺功率谱计算各个频段的伸缩比例,对小波系数进行比例伸缩;采用伸缩后的小波系数重构信号,得到轨道不平顺时域序列。以实际地铁轨道不平顺谱作为目标函数,将基于小波变换算法与白噪声滤波法、周期图法以及频域采样三角级数法等进行比较分析,结果表明,基于小波变换算法模拟的轨道不平顺波形满足随机性、非周期性、离散性特征,且呈现非平稳性和非正态性,更符合实际轨道不平顺分布特征规律。

一种直边缘物体宽度的图像测量法

提出一种基于方向功率谱与投影梯度的直边缘物体宽度测量方法,通过对目标图像功率谱进行极坐标变换得到方向功率谱,并由此计算出直边缘物体的伸展方向;然后对原始图像按照该伸展方向进行灰度投影,并由投影梯度结果得到待测宽度。该方法无需对目标图像进行边缘检测、阈值分割等预处理操作,因而测量结果更加准确、可靠,且计算量较小、测量效率高。数值模拟与实验结果表明,本文所提方法能够保证1像素的测量精度,且物体长度方向的几何尺寸不影响宽度测量结果。

中国东部季风区夏季降水的时空分布特征

采用EOF法对中国东部季风区夏季(6月-8月)降水场进行分解,得到三种主要的降水空间分布型,即"总体一致型"、"南北涝(旱)中间旱(涝)型"以及"南涝(旱)北旱(涝)型"。利用Mann-Kendall检验和功率谱对时间系数做进一步处理,分析各空间分布型的时间演变特征,结果表明:第一、第二时间系数均未检测出突变的发生,第三时间系数存在一次突变,时间开始于20世纪70年代初期,由之前的"南旱北涝型"转变为"南涝北旱型";第一时间系数存在50年左右的显著周期,第二时间系数存在2年左右的显著周期,第三时间系数存在50年左右的主周期和2～3年左右的次周期。对季风指数和时间系数进行相关分析,发现第二时间系数与东亚、南海季风指数存在正相关关系,揭示了季风强弱对夏季主要降水场的指示作用。

多标度条件下资本市场波动的级串方向和结构

对上证综指多标度条件下波动级串方向和结构的实证研究发现，在4days临界标度范围内，大小波动间互为因果；超出临界标度，大小波动间表现出单方向性特征。运用交叉相关系数和功率谱方法从相关性和能量耗散2个角度对多标度波动级串传递方向的分析同样显示，在10^1～10^3min的3个数量级广泛标度范围内，大波动对于小波动具有较强预测能力，波动级串结构表现出大波动影响小波动变化的单方向特征。在此基础上，提出了4类“递进”的资本市场波动级串模型及其运用于风险管理的基本思路。

航空发动机试车台噪声声功率谱技术研究

由于航空发动机转速高,空气流量大,排气温度高,试车时产生的强烈噪声形成大范围的环境污染;通过讨论航空发动机试车台噪声的声功率谱分析技术,对某型涡轮螺旋桨发动机试车噪声的声功率谱进行分析,讨论该型发动机的噪声级、主要噪声源及其特征;试验结果表明其方法可行,与理论经验一致;此次试验为借助噪声进行故障研究提供了经验。

基于VC++的1/3倍频程设计与实现

在声学测量研究中,1/3倍频程谱反映了声源的能量分布情况.利用对1/3倍频程分析的结果,选择适当的吸声材料和噪声控制技术,可以达到良好的降噪效果。本文基于VC++软件开发平台,利用NI工具和虚拟仪器技术实现了用于噪声信号分析的1/3倍频程分析,并且对该分析方法进行了测试,验证了该算法的正确性,具有精度高、性能稳定等特点。

CoxsackieB＿3病毒对小鼠Ⅱ导联QRS波群功率谱的影响

将健康Ｂａｌｂ／ｃ小鼠腹腔注射Ｃｏｘｓａｃｋｉｅ病毒（ＣＢ＿３Ｖ），对其种毒前及种毒后第１，３，５，７天的高频心电图（ＨＦ－ＥＣＧ）Ⅱ导联ＱＲＳ波群的功率谱进行分析。结果表明，种毒后低频（０－８０Ｈｚ）相对能量较种毒前降低，而高频（７８０Ｈｚ）各频段相对能量均较种毒前升高，即病毒使心电活动的高频相对能量升高，对照组无此变化。结果提示：功率谱可能成为检测病毒性心肌炎的一项新的辅助指标。

基于广义互功率谱相位法的声源定位技术

研究如何在复杂噪声和严重混响的室内环境下,提高声源定位系统的性能.首先分析室内麦克风阵列的信号模型,确立一种合适的阵列拓扑结构;其次在复倒谱域对滤波器的各项参数进行仿真比较,得出滤波器参数的最佳值;然后提出一种广义互功率谱相位法,改进了峰值不明显等问题.在Matlab中对多种加权函数进行了仿真比较,进一步改善声源定位结果的准确性.最后对提出的算法进行验证,结果表明,当改进后算法的角度误差和距离误差分别为±10°和±15 cm时,定位成功率能达到80%左右.

二元微分联合变换相关器实现图像识别的研究

为了克服二元联合变换相关器的取阈和实时性问题,采用微分运算与二元联合变换相关器结合的方法。联合功率谱中,由于干扰项随频率的变化率比需要的信息量随频率的变化率慢得多,因此可以采用微分方式削弱干扰项,增强互相关信号,对微分后的功率谱再进行二值化非线性处理得到优化功率谱,然后对优化功率谱进行傅里叶逆变换,得到目标和图像的相关输出。模拟实验结果表明,所提出的相关器能很好地抑制自相关峰,增强互相关峰,具有更强的鲁棒性。而且该方法在处理过程中,不需选择阈值,简单的微分及二值化操作使之具有更强的实时性。

基于Matlab的大型兆瓦级风电机脉动风速时程数值模拟

本文旨在模拟西部内陆地区大型兆瓦级风机所受风荷载的脉动风速成分,基于风机结构自身在风荷载作用下各质点具有空间相干性的基本性质,依据风机整体结构的体型特征和脉动风功率谱特性,利用谐波叠加法对风机结构所处的随机风场的脉动风速时程进行数值模拟,通过对比计算谱与目标谱的齿合程度,确认该方法的切实可行性,为模拟高耸结构及大跨度结构在长时间随机风荷载作用下的动力时程响应提供了可靠适用的随机风荷载时程数据。

利用激光散斑测量CCD的调制传递函数

在分析了影响CCD调制传递函数 (MTF)诸种因素的基础上 ,选取一些半导体材料的典型值 ,数值模拟计算了MTF .利用激光照明粗糙表面的物体所形成的散斑图样 ,根据散斑功率谱经CCD成像前后的变化 ,确定CCD的调制传递函数 .

直接空冷单元风机入口脉动气流的谱特征研究

作为直接空冷系统冷却介质的空气气流在环境自然风和风机机械风的共同作用下参与换热。为深入研究风机间的干涉情况、分析空冷单元周围气流的驱动机理,采用IFA300热膜风速仪对空冷凝汽器实验台风机入口气流的速度时间序列信号进行了采集,运用功率谱分析的方法对数据进行了分析。实验结果显示气流的湍流强度随平均速度的减小而增加;脉动速度在谱分析图中的能量分布状况表明距离风机越远,低频区能量所占比例越大;在距离风机较近的地方功率谱指数较小,随距离的增加值出现逐步升高的趋势;气流中的机械风成分逐渐被自然风取代。

基于脉冲幅值序列算法的抗红外干扰方法研究

用红外干扰弹诱使导弹偏离真实目标依然是使用最广的干扰方法,当前使用的红外干扰弹的运行轨迹和红外辐射特征与目标非常类似,对常用的几种抗干扰算法构成了很大的挑战。针对脉冲幅值序列算法做了深入细致的研究,对功率谱分析法、传统正交小波变换法、时域分析法等多种方法进行了仿真和分析,并介绍了一种新方法——多尺度的离散平稳小波变换法,能够有效分辨开目标信号与红外干扰弹信号,改善了红外探测器的抗干扰能力和目标识别能力。

三波耦合非线性动力学行为的分析与计算

本文从Lyapunov指数、吸引子、时间序列及其功率谱等几方面对三波耦合的非线性行为进行了详细地分析与计算。指出随着正则线性频率和衰减系数在某些范围内变化,系统分别处于周期态和混沌态,并从倍周期进入混沌,或从混沌进入周期态。

基于联合傅里叶变换相关器的光电实验研究

分析了联合傅里叶变换相关器存在较强的零级衍射且宽度很大,限制了输入图像的大小和相对位置的问题.提出了将参考图像和待识别图像分别置于马赫—曾德干涉仪的两臂,并将实时采集到的联合功率谱与事先存储的待识别和目标图像的功率谱进行相减的方法.改进方法可使原两个相关输出项移到坐标中心,既提高了识别能力,也增大了输入图像的尺寸.